“双碳”时代下的能源变形记：“黑金”变“绿醇”，石油巨头的新玩法

“双碳”时代下的能源变形记：“黑金”变“绿醇”，石油巨头的新玩法

在全球能源转型的浪潮下，绿色能源的发展成为了时代的焦点。其中，绿氨和绿色甲醇作为重要的绿色能源化学品，正逐渐崭露头角，吸引着众多能源企业纷纷布局，探寻可持续发展的新路径。

绿氨与绿色甲醇：能源转型中的新兴力量

绿氨，是由绿氢与氮气合成得到的氨。这里的绿氢，通常是通过可再生能源电解水制得。而氮气在空气中含量丰富，为绿氨的合成提供了另一关键原料。氨作为现代化工的基础原料，其用途广泛，涵盖了制氨水、氮肥（如尿素、碳铵）、硝酸、铵盐和纯碱等诸多方面，在化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等领域都发挥着重要作用。不仅如此，作为清洁能源，它在未来的应用场景也十分可观，比如船用 / 车用燃料、储氢、掺氨 / 纯氨发电等领域，都有着巨大的发展潜力。

绿色甲醇，则是由绿氢和可再生二氧化碳合成的甲醇，这里的二氧化碳可来自生物质气化或从空气中捕集。尽管甲醇燃烧后仍会产生二氧化碳，但由于其碳排放是经过循环捕集来的，所以从全生命周期来看，甲醇的碳排放为零。甲醇本身是重要的化工产品，常被用于制造甲醛、醋酸、甲酸甲酯、汽油等下游产品，或作为工业溶剂使用。而且，以绿色甲醇替代化石原料生产基础化学品，能够实现化工过程的脱碳和固碳。它还可以消耗工业刚性排放的二氧化碳，作为氢能载体解决氢能制备、储存和运输的安全性和成本性问题，在难以脱碳的车用、船用、航空燃料领域替代传统燃料，以及作为发电燃料替代化石能源以降低碳排放。

中国石油的绿色甲醇布局：大庆炼化项目的突破

（一）项目概况与认证通过

中国石油在绿色甲醇领域有着重要布局，其中大庆炼化公司的生物质天然气制绿色甲醇项目备受瞩目。该项目以农作物秸秆等有机废弃物生产的天然气为原料，借助大庆炼化现有的天然气制甲醇装置以及成熟完备的安全生产技术和运营管理体系，将生态环境保护、循环农业发展和清洁能源供给有机结合起来，致力于生产绿色甲醇。

在 2024 年 10 月 15 日，这一项目成功通过国际可持续发展与碳认证（ISCC），更是摘获了我国首张发酵工艺 ISCC 证书。这一认证的通过，无疑是对该项目在绿色、可持续发展方面的高度认可，标志着项目在符合国际标准的道路上迈出了坚实的一步。

（二）项目投产与成果初现

早在 9 月 26 日，大庆炼化公司生物质天然气制绿色甲醇项目就已顺利投产，为我国产出了第一滴符合国际标准的绿色甲醇。与传统甲醇相比，通过此工艺生产的绿色甲醇实现了碳的循环利用，有效减少了碳排放和对化石燃料的依赖，其温室气体减排比例更是远超 ISCC 要求。

该项目由中国石油大庆油田和博能合作开展，双方计划投资 24 亿元，建设规模为年产 30 万吨的绿色甲醇。据估算，项目全部达成后，可实现年销售收入 21 亿元。在一期工程中，以博能公司已建成的 3 座和在建 17 座基地为依托，利用秸秆、畜禽粪污等农业废弃物，采用推流式厌氧干发酵工艺生产生物天然气，进而通过大庆炼化现有的天然气制甲醇装置加工，最终获得生物甲醇。

此外，大庆炼化与博能还签订了 20 万吨自愿减排量购销协议，未来双方将继续协作开发生产绿色天然气、生物甲醇项目。可以说，这一项目的成功实施，使得大庆炼化摸索出了一条 “农业废污 — 清洁能源 — 优质农产品 — 绿色化工” 的绿色低碳循环全产业链发展模式，为中国石油在绿色甲醇领域的发展奠定了良好基础。

行业竞争态势：众多企业纷纷加码绿色甲醇

（一）“三桶油” 的积极布局

在绿色甲醇领域，中国石油并非独自前行，国内的其他 “两桶油” 同样表现活跃。中国石化先是基于合作方式推动产业发展，在 2024 年 10 月，其位于广西南宁市的 1 万吨 / 年的生物质制绿色甲醇示范项目成功获得备案。并且，中国石化还与吉利、中集安瑞克签署战略合作协议，在绿色甲醇全产业链领域开展深度合作。

中国海油也不甘落后，在 2024 年 6 月，中国海油与全球化工巨头巴斯夫签署了一份谅解备忘录，其中就包括要在绿色甲醇领域开展合作，其在广西北海的生物质气化制绿色甲醇项目也取得了实质性进展。

（二）央国企及民营企业的参与

除了 “三桶油”，众多央国企和民营企业也纷纷加入到绿色甲醇的发展浪潮中。像中国能建、中广核等央国企，积极加码布局绿色甲醇领域。例如，在 2024 年 8 月，中广核就以 163 亿元的资金获得了一项绿醇项目，建设规模为 40 万吨生物质绿醇，并且其手头上还有很多新能源制绿色甲醇的项目。

民营企业方面，如中国天楹、三一重能、金风科技等也转头搞起了绿色甲醇。比如在 2024 年 4 月，金风科技兴安盟风电耦合制 50 万吨绿色甲醇项目就顺利进入到了建设阶段，且该项目所生产的绿色甲醇还是专门用来给马士基提供燃料的。据不完全统计，截至到 2024 年 7 月，我国已有超 50 个绿色甲醇项目签约、备案，累计规划产能超 2600 万吨。由此可见，绿色甲醇在行业内的热度之高，众多企业都看好其发展前景，纷纷抢占这一新兴领域。

绿色甲醇的应用场景与市场前景：站在风口之上

（一）多领域应用广泛

如今，绿色甲醇的应用场景越来越多，在能源、化工、交通等领域都可以大展身手。在交通领域，像在商用车、航空飞机、船等工具上都能看到绿色甲醇的身影。比如在 2024 年 1 月份，远程新能源商用车集团就与运达能源科技集团在邯郸签订了一项战略合作协议，合作建设百万吨绿色甲醇制备示范区项目，推动绿醇在商用车领域的应用。该项目以 “风电机组 — 绿电 — 绿氢 — 绿醇” 全产业链的形式进行，也就是行业内常说的 “风光氢氨醇一体化”。并且，这一项目也使得运达股份获得了全国首张以农场 / 种植园为原点的绿色甲醇原料端 ISCC 认证。

再看马士基，作为当前绿色甲醇的主要客户，其在 2023 年下半年投入运行的首艘适用于绿色甲醇的船舶全年消耗了 1 万吨绿色甲醇；计划在 2025 年完成 18 艘大型甲醇船舶的交付工作，每年将会消耗近 75 万吨的绿色甲醇，并且到 2030 年，绿醇需求量可能飙升到 500 万吨，到 2044 年可能突破两千万吨。如此庞大的需求量，充分显示出绿色甲醇在交通领域的市场潜力巨大。

（二）市场前景广阔

绿色甲醇不仅在交通领域有着广阔的市场前景，在其他领域同样如此。它作为很好的储氢载体，某种程度上，其需求量的增加也带动了绿氢产业的发展。据统计，2030 年我国甲醇消费量高达 9700 余万吨，若绿色甲醇成功替代传统甲醇的比例可以达到 30%，理论上就能带动超 550 万吨的绿氢消耗。这意味着绿色甲醇的发展，将为绿氢全产业链的发展带来新的增长极。

进入 “双碳” 时代，可再生能源飞速发展。绿氨和绿色甲醇是绿氢的主要消纳途径，更是绿氢的重要储存与运输方式，能够解决氢能储存与运输的难题，促进可再生能源的广泛应用。《氢能产业发展中长期规划（2024—2035 年）》明确提出探索开展可再生能源制氢在合成氨、甲醇、炼化、煤制油气等行业替代化石能源的示范。在此背景下，绿氨和绿色甲醇产业迎来了前所未有的发展机遇，其市场正在被逐步打开，有望成为未来能源领域的重要组成部分。

绿氨和绿色甲醇产业发展面临的挑战与中国石油的前瞻性布局

（一）产业发展面临的挑战

绿氨和绿色甲醇产业的大规模推进仍面临诸多挑战。其中，最大的挑战在于制备成本较高以及可再生能源供电间歇性、波动性与绿氨和绿色甲醇生产稳定性之间的不匹配。

对于绿氨来说，其生产依赖于绿氢，而目前直接合成绿氨技术尚处于实验室研发阶段，距离产业化应用尚有显著距离；间接合成技术虽正处于工业示范向工业化转型的关键阶段，但提高电解水制氢的效率和降低成本是其关键所在。同时，开发适用于绿氢的合成氨技术，提高合成效率并降低能耗，也是绿氨行业的重要研究方向。

绿色甲醇方面，其合成主要有生物质气化制甲醇、绿电驱动下的二氧化碳加氢制甲醇两大路径。生物质气化制甲醇技术受限于生物质原料供应不稳定，尚未形成规模化应用；二氧化碳加氢制甲醇技术尚处于研发与示范初期，急需攻克高效催化剂开发等技术难关以降低生产成本，从而促进其广泛商业化应用。

（二）中国石油的前瞻性布局

中国石油在绿氨和绿色甲醇产业发展方面有着深入的前瞻性布局。在绿氨领域，作为合成氨产业的重要参与者，中国石油年产能达 360 万吨，位居全国前列，并深耕绿氨催化剂与先进工艺研发领域多年，显著推动了行业技术进步。

早在 2007 年，中国石油就成功研发出高效 Ru/C 催化剂，达到了国内领先水平，相比传统的高温高压工艺，显著降低了反应温度和压力以及吨氨能耗。2019 年，开发了 “铁钌接力催化” 氨合成系统，将反应压力降低至 12.7MPa，实现了 14.5vol% 的氨净值，吨氨原料标煤消耗仅为 1084 千克标煤。在合成氨工艺方面，成功研发并实施了具有自主知识产权的天然气制合成氨工艺，该工艺在宁夏石化的 45 万吨 / 年合成氨与 80 万吨 / 年尿素大型装置上实现了工业化应用，显著优化了能耗水平，综合能耗指标较传统装置降低了至少 10 个单位。

近年来，中国石油积极响应国家绿色低碳发展战略，深度参与国家重点研发计划 “可再生能源电解制氢 — 低温低压合成氨关键技术及应用”，该项目以发展 “绿氢 - 绿氨” 新技术为目标，利用光伏制氢技术，结合高活性钌基催化剂，实现低温低压条件下的高效合成氨，氨净值达 15%；牵头完成万吨级电解制氢 — 低温低压合成氨仿真平台的搭建，在此基础上开发完成万吨级电解制氢 — 低温低压合成氨工艺包，预计将于 2025 年建成示范装置；鉴于可再生能源电力的非稳态特性，积极探索 “储能 / 储氢 + 稳态工艺” 及 “柔性工艺” 等绿氨合成解决方案。

在绿色甲醇领域，中国石油同样进行了前瞻性布局，覆盖从催化剂设计到工艺集成的关键研发环节，取得了阶段性成果。石油化工研究院通过参与国家重点研发计划 “基于二氧化碳高效转化利用的关键基础科学问题”，实现了二氧化碳加氢高效转化为甲醇，构建了具有中国石油自主知识产权的二氧化碳加氢制甲醇技术体系。为满足当前工业生产需求，石油化工研究院还研制了高性能铜基催化剂并配套优化反应工艺。该催化剂在二氧化碳加氢反应中展现出优异性能，二氧化碳单程转化率达 22.38%，甲醇收率与选择性分别达到 12.65% 和 99.97%，整体技术水平居同类前列。此外，完成了连续 1000 小时稳定性测试，并与寰球工程公司合作开展了千吨级工艺包开发。在产业化方面，大庆炼化、玉门油田等多家单位通过整合当地的可再生资源和二氧化碳资源，积极规划绿色甲醇相关项目的示范建设，这意味着绿色甲醇技术将在更广泛的工业领域内实现应用与推广。

综上所述，中国石油通过大庆炼化公司的生物质天然气制绿色甲醇项目在绿色甲醇领域迈出了坚实的步伐，同时在绿氨和绿色甲醇产业发展面临诸多挑战的情况下，凭借其前瞻性布局，不断推动行业技术进步，为能源转型提供了新的思路和解决方案。未来，随着技术的不断发展和市场的逐步成熟，绿氨和绿色甲醇产业有望在全球能源转型中发挥更加重要的作用。